Soi器件及其構(gòu)成靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種SOI器件，包括：絕緣氧化層位于硅襯底上方，一NMOS管位于所述絕緣氧化層上方包括：P型阱兩側(cè)的第一N型擴(kuò)散區(qū)即漏區(qū)和第二N型擴(kuò)散區(qū)即源區(qū)以及P型阱上方的多晶硅柵；層間氧介質(zhì)位于第一N型擴(kuò)散區(qū)、第二N型擴(kuò)散區(qū)和場(chǎng)氧化層的上方，所述層間氧介質(zhì)中具有金屬通孔將第一和第二N型擴(kuò)散區(qū)引出，還具有一位于所述多晶硅柵上方的金屬層，所述多晶硅柵和金屬層被所述層間氧介質(zhì)隔離，所述多晶硅柵和金屬層之間層間氧介質(zhì)的厚度小于該器件其他區(qū)域?qū)娱g氧介質(zhì)的厚度，且該厚度大于等于3500埃。本發(fā)明還公開(kāi)了由所述SOI器件構(gòu)成的靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的SOI器件與現(xiàn)有SOI器件比較能降低SOI器件觸發(fā)電壓。
【專(zhuān)利說(shuō)明】SOI器件及其構(gòu)成靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種SOI器件；本發(fā)明還涉及由所述SOI器件構(gòu)成的靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，產(chǎn)生的方式多種，如接觸、摩擦、電器間感應(yīng)等。靜電的特點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間積聚、高電壓、低電量、小電流和作用時(shí)間短的特點(diǎn)。靜電在多個(gè)領(lǐng)域造成嚴(yán)重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業(yè)中的兩大危害，常常造成電子電器產(chǎn)品運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至損壞。
[0003]SOI (Silicon-On-1nsulator,絕緣襯底上的硅)是硅晶體管結(jié)構(gòu)在絕緣體之上的意思，原理就是在Silicon (娃)晶體管之間，加入絕緣體物質(zhì)，可使兩者之間的寄生電容比原來(lái)的少上一倍。SOI材料具有了體硅所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):可以實(shí)現(xiàn)集成電路中元器件的介質(zhì)隔離，徹底消除了體硅CMOS電路中的寄生閂鎖效應(yīng)；采用這種材料制成的集成電路還具有寄生電容小、集成密度高、速度快、工藝簡(jiǎn)單、短溝道效應(yīng)小及特別適用于低壓低功耗電路等優(yōu)勢(shì)，因此可以說(shuō)SOI將有可能成為深亞微米的低壓、低功耗集成電路的主流技術(shù)。此外，SOI材料還被用來(lái)制造MEMS光開(kāi)關(guān)，如利用體微機(jī)械加工技術(shù)。
[0004]SOI器件用于靜電保護(hù)時(shí)，其觸發(fā)電壓太高以致無(wú)法均勻?qū)?。通常要求靜電保護(hù)器件的觸發(fā)電壓小于其本身失效電壓以達(dá)到均勻開(kāi)啟之目的。而使用通常的SOI器件，其觸發(fā)電壓不會(huì)低于N型擴(kuò)散區(qū)與P型阱的擊穿電壓，因此擊穿電壓較高，而且受工藝本身限制很難調(diào)整。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種與現(xiàn)有SOI器件比較能降低SOI器件觸發(fā)電壓的SOI器件。本發(fā)明還提供了由所述SOI器件構(gòu)成的靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的SOI器件，包括:一NMOS管位于所述絕緣氧化層上方包括:p型阱兩側(cè)的第一 N型擴(kuò)散區(qū)即漏區(qū)和第二 N型擴(kuò)散區(qū)即源區(qū)以及P型阱上方的多晶硅柵；第一和第二 N型擴(kuò)散區(qū)的另一側(cè)形成有場(chǎng)氧化層，層間氧介質(zhì)位于所述第一 N型擴(kuò)散區(qū)、第二N型擴(kuò)散區(qū)和場(chǎng)氧化層的上方，所述層間氧介質(zhì)將所述多晶硅柵與所述P型阱隔離，所述層間氧介質(zhì)中具有金屬通孔將第一和第二 N型擴(kuò)散區(qū)引出，其特征是:還具有一位于所述多晶硅柵上方的金屬層，所述多晶硅柵和金屬層被所述層間氧介質(zhì)隔離，所述多晶硅柵和金屬層之間層間氧介質(zhì)的厚度小于該器件其他區(qū)域?qū)娱g氧介質(zhì)的厚度，且所述多晶硅柵和金屬層之間層間氧介質(zhì)的厚度大于等于3500埃。
[0007]—種具有所述SOI器件的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，在上述SOI器件基礎(chǔ)上還包括一連接于所述多晶硅柵和地之間的電阻，所述第一 N型擴(kuò)散區(qū)即漏區(qū)通過(guò)一金屬板連接靜電端，所述第二 N型擴(kuò)散區(qū)即源區(qū)和P型阱接地。
[0008]其中，所述電阻的阻值為大于1K歐姆。
[0009]一種具有上述SOI器件的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，其中:該靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)由多個(gè)所述SOI器件組成，該靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)兩邊最外側(cè)是SOI器件NMOS管的源區(qū)，除兩邊最外側(cè)的源區(qū)，其它為共漏區(qū)或者共源區(qū)形成多指狀排布。
[0010]本發(fā)明在多晶娃柵上方形成一層額外的金屬板,金屬板與多晶娃柵之間有層間氧化介質(zhì)隔離形成電容結(jié)構(gòu)，此處的層間氧化介質(zhì)的厚度小于其他區(qū)域的介質(zhì)厚度，且厚度不小于3500A，對(duì)于該厚度的要求主要是為了防止金屬層與多晶硅柵的隔離太薄，承受不住正常的工作電壓(可應(yīng)用100V以上)。當(dāng)有靜電從High端進(jìn)入時(shí)，同時(shí)會(huì)加到此金屬板上，會(huì)在多晶硅柵上耦合電壓，使得溝道開(kāi)啟形成電流，進(jìn)而觸發(fā)了 SOI中NMOS的寄生NPN三極管開(kāi)啟泄放電流。由于靜電的上升時(shí)間是在納秒ns級(jí)，而正常工作電壓的上升時(shí)間是毫秒ms級(jí)，較靜電的上升時(shí)間慢了很多，也不容易在多晶硅柵上耦合電壓，因此使用此電容耦合觸發(fā)的方式，不會(huì)導(dǎo)致此NMOS器件在正常工作電壓下被誤觸發(fā)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能有效降低SOI器件的觸發(fā)電壓。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0012]圖1是本發(fā)明SOI器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明SOI第一種靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)實(shí)施例的等效電路圖。
[0014]圖3是本發(fā)明SOI第二種靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明SOI器件和傳統(tǒng)SOI器件TLP(傳輸線脈沖)曲線對(duì)比示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，本發(fā)明的SOI器件，包括:一 NMOS管位于所述絕緣氧化層上方包括:P型阱兩側(cè)的第一 N型擴(kuò)散區(qū)即漏區(qū)和第二 N型擴(kuò)散區(qū)即源區(qū)以及P型阱上方的多晶硅柵即柵極；第一和第二 N型擴(kuò)散區(qū)的另一側(cè)形成有場(chǎng)氧化層，層間氧介質(zhì)位于所述第一 N型擴(kuò)散區(qū)、第二 N型擴(kuò)散區(qū)和場(chǎng)氧化層的上方，所述層間氧介質(zhì)將所述多晶硅柵與所述P型阱隔離，所述層間氧介質(zhì)中具有金屬通孔將第一和第二 N型擴(kuò)散區(qū)引出，其特征是:還具有一位于所述多晶硅柵上方的金屬層，所述多晶硅柵和金屬層被所述層間氧介質(zhì)隔離，所述多晶硅柵和金屬層之間層間氧介質(zhì)的厚度a小于該器件其他區(qū)域?qū)娱g氧介質(zhì)的厚度，且所述多晶硅柵和金屬層之間層間氧介質(zhì)的厚度大于等于3500埃。在多晶硅柵下方，源區(qū)和漏區(qū)之間的溝槽區(qū)為器件的體區(qū)。
[0017]如圖2所示，本發(fā)明提供的一種具有所述SOI器件的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)的等效電路圖，在圖1所示SOI器件基礎(chǔ)上還包括一連接于所述多晶硅柵和地之間的電阻，所述第一 N型擴(kuò)散區(qū)即漏區(qū)通過(guò)一金屬板連接靜電端，所述第二 N型擴(kuò)散區(qū)即源區(qū)和P型阱接地，所述電阻的阻值為大于1K歐姆。
[0018]如圖3所示，本發(fā)明提供的另一種具有權(quán)利要求1所述SOI器件的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，該靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)由多個(gè)圖1所示SOI器件組成，該靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)兩邊最外側(cè)是SOI器件NMOS管的源區(qū)，除兩邊最外側(cè)的源區(qū)，其它為共漏區(qū)或者共源區(qū)形成多指狀排布；該器件各漏區(qū)連接靜電端，各源區(qū)和P型阱接地。
[0019]以上通過(guò)【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種SOI器件，包括:絕緣氧化層位于硅襯底上方，一 NMOS管位于所述絕緣氧化層上方包括:P型阱兩側(cè)的第一 N型擴(kuò)散區(qū)即漏區(qū)和第二 N型擴(kuò)散區(qū)即源區(qū)以及P型阱上方的多晶硅柵；第一和第二 N型擴(kuò)散區(qū)的另一側(cè)形成有場(chǎng)氧化層，層間氧介質(zhì)位于所述第一 N型擴(kuò)散區(qū)、第二N型擴(kuò)散區(qū)和場(chǎng)氧化層的上方，所述層間氧介質(zhì)將所述多晶硅柵與所述P型阱隔離，所述層間氧介質(zhì)中具有金屬通孔將第一和第二 N型擴(kuò)散區(qū)引出，其特征是:還具有一位于所述多晶硅柵上方的金屬層，所述多晶硅柵和金屬層被所述層間氧介質(zhì)隔離，所述多晶硅柵和金屬層之間層間氧介質(zhì)的厚度小于該器件其他區(qū)域?qū)娱g氧介質(zhì)的厚度，且該厚度大于等于3500埃。
2.一種具有如權(quán)利要求1所述SOI器件的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，其特征是:還包括一連接于所述多晶硅柵和地之間的電阻，所述第一 N型擴(kuò)散區(qū)通過(guò)一金屬板連接靜電端，所述第二 N型擴(kuò)散區(qū)和P型阱接地。
3.如權(quán)利要求2所述的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，其特征是:所述電阻的阻值為大于1K歐姆。
4.一種具有權(quán)利要求1所述SOI器件的SOI靜電保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，其特征是:該靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)由多個(gè)所述SOI器件組成，該靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)兩邊最外側(cè)是SOI器件NMOS管的源區(qū)，除兩邊最外側(cè)的源區(qū)，其它為共漏區(qū)或者共源區(qū)形成多指狀排布。
【文檔編號(hào)】H01L27/02GK104332493SQ201410445481
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】蘇慶 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司